resistência a drenagem

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Centro de Tecnologia
em Celulose e Papel
SENAI - CETCEP
Av. Presidente Kennedy, nº 66
Telêmaco Borba - Paraná - Fone: 42-273-3366
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Centro de Tecnologia em Celulose e Papel
SENAI - CETCEP
Sistema Federação das Indústrias
do Estado do Paraná
Treinamento 
Fita de Vídeo 
Treinamento 
Fita de Vídeo 
10 – Resistência 
à drenagem 
10 – Resistência 
à drenagem 
 CETCEP – Centro de Tecnologia em Celulose e Papel 
1 
 
 
Conteúdo 
 
1. Apresentação ............................................................................. 3 
2. Determinação da resistência à drenagem (Schopper Riegler) .. 4 
2.1 Princípio ................................................................................... 4 
2.2 Outros métodos ....................................................................... 4 
3. Refinação ................................................................................... 7 
3.1 Tipos de refinadores em laboratório ........................................ 8 
3.2 Tipos de refinadores ................................................................ 8 
3.2.1 Valley ................................................................................. 8 
3.2.2 Jokro .................................................................................. 9 
3.2.3 Bauer ............................................................................... 10 
3.3 Deslignificação em etanol-água da madeira de Eucalyptus 
Globulus ....................................................................................... 10 
4. Curva de moagem de uma polpa de eucalipto. ....................... 11 
5. Equipamento Schopper Riegler ............................................... 12 
6. Cuidados especiais na determinação do ºSR .......................... 13 
7. Correção do grau de refino por intermédio de gráfico com 
curvas pré-determinadas ................................................................. 14 
7.1 Anexo ..................................................................................... 15 
8. Bibliografia ................................................................................ 17 
 
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1.APRESENTAÇÃO 
 
Na história da humanidade o intelecto do homem sempre 
acompanhou as transformações ocorridas em todas as áreas do 
conhecimento. 
Desde os tempos mais remotos e com a finalidade de 
representar objetos inanimados ou em movimento, o homem vem 
desenhando nas superfícies dos mais diferentes materiais. Este 
desenvolvimento levou o homem a criar suportes mais adequados 
para as representações gráficas. Com esta finalidade, a invenção 
do papel no ano 105 d.C por Ts’ ai Lun, um funcionário do império 
Chinês, veio suprir as mais variadas necessidades da sociedade. 
Este material, representa em parte o conteúdo curricular do 
ensino profissionalizante da Escola “SENAI-CETCEP” em Telêmaco 
Borba - Paraná. Trata-se de material de valia e utilidade para 
profissionais da área de Celulose e Papel, como fonte de consulta e 
referência. 
Os tipos de propriedades físico-químicas do papel estão 
diretamente ligadas aos muitos problemas durante o processo de 
fabricação e conversão do produto final. Por isso, o conhecimento 
por parte do profissional é de suma importância na obtenção de um 
produto que atenda as exigências do cliente. 
O controle das diversas características do papel possibilita a 
correção do processo fabril, assim consegue-se aumento na 
produtividade da planta. A análise do produto acabado é essencial 
para determinar se as especificações foram alcançadas e esta 
análise deve ser confiável para satisfazer os interesses do 
fabricante e do cliente. As Normas Técnicas descrevem um 
procedimento para determinar a qualidade do produto. 
Com este material, pretendemos contribuir para o 
conhecimento e o desenvolvimento do profissional. 
 
 
 
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2.DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À DRENAGEM 
(SCHOPPER RIEGLER) 
 
O grau Schopper Riegler (ºSR) de uma pasta celulósica é 
uma indicação do grau de refinação através da drenalidade de uma 
suspensão aquosa de fibras, determinada segundo norma NBR 
14031. Os resultados mais confiáveis são obtidos entre a faixa de 
10 a 90, sendo recomendada somente para pastas cujas fibras são 
retidas na tela do aparelho, praticamente na sua totalidade, mas 
não para pastas cujas fibras sejam muito refinadas e cortadas, de 
modo a não ficarem retidas na tela. 
Determina-se o grau de refino para estabelecer comparativos 
entre polpas e também para padronizar uma determinada receita de 
papel. Assim pode-se fabricar papéis com características muito 
próximas, quando utilizado um determinado grau de refino para 
uma polpa fabricada em determinado processo. 
 
 
2.1 PRINCÍPIO 
 
Um volume conhecido de polpa em uma suspensão aquosa é 
drenada através de uma camada de fibra, formada sobre uma tela 
durante o teste, dentro de um funil provido com um orifício inferior e 
outro lateral. O filtrado, coletado do orifício lateral é medido em um 
cilindro graduado na unidade ºSR. Uma descarga de 1000 ml 
corresponde a zero na escala ºSR, e nenhuma descarga 
corresponde a 100 unidades ºSR. 
 
2.2 OUTROS MÉTODOS 
 
Embora não tenham seu uso difundido no Brasil, existem 
outros métodos para a medição do grau de refinação. Seus valores 
estão correlacionados na Tabela 1. 
 
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5 
 
Um dos métodos para avaliar o grau de refinação é através 
do aparelho Freeness Tester. O grau é expresso como “Canadian 
Standard Freeness”. 
Uma outra maneira de avaliar o efeito da refinação sobre as 
fibras é a medida do valor de retenção de água (WRV), pois este 
prediz o comportamento do desaguamento de uma suspensão de 
fibras. 
O método consiste na determinação da quantidade, expressa 
em porcentagem, de água retida em 1g de pasta, absolutamente 
seca, suspensa em água (10% de consistência), após centrifugação 
a 900g (g = aceleração da gravidade) por 30 min. 
Neste ensaio, durante a centrifugação, somente a água retida 
nos capilares formados entre as fibras é eliminada da pasta, ficando 
retida a água situada no lúmen e nas paredes das fibras. O valor 
medido está relacionado com a plastividade das fibras. 
 
 
900 
800 
700 
600 
500 
400 
300 
200 
100 
 
115 
125 
135 
145 
155 
165 
175 
185 
200 
210 
225 
237 
253 
207 
205 
300 
320 
340 
360 
380 
403 
420 
454 
483 
515 
548 
590 
632 
 
 
0 
4 
7 
8 
10 
13 
16 
18 
21 
24 
27 
31 
35 
39 
43 
49 
55 
61 
68 
76 
85 
95 
106 
120 
124 
153 
173 
205 
248 
303 
400 
0 
4 
7 
8 
10 
13 
16 
19 
22 
25 
30 
34 
39 
44 
49 
56 
63 
73 
80 
91 
102 
115 
129 
145 
165 
195 
217 
252 
297 
370 
0 
 
15 
19 
23 
27 
31 
36 
41 
46 
51 
57 
63 
69 
77 
85 
93 
103 
114 
125 
139 
153 
169 
187 
206 
227 
249 
272 
297 
322 
350 
390 
 
0 
 
15 
19 
23 
28 
34 
39 
45 
50 
56 
62 
69 
75 
83 
91 
100 
109 
120 
132 
145 
160 
178 
197 
216 
238 
257 
279 
303 
330 
354 
420 
730 
720 
705 
690 
675 
660 
645 
625 
610 
595 
575 
560 
535 
515 
495 
470 
445 
420 
395 
365 
330 
305 
275 
240 
210 
175 
149 
119 
90 
 
855 
830 
805 
690 
757 
720 
707 
680 
655 
630 
607 
580 
555 
530 
505 
460 
457 
432 
408 
385 
358 
330 
305 
282 
258 
232 
210 
103 
157 
 
CANADIAN 
STANDARD 
SCHOPER-
RIEGLER 
WILLIANS PRECISION MOTOCHMANS 
KRAFT UNBL 
SLOWRES 
SULPHITE 
ORIGINAL 
GREEN 
WILLIANS 
MODEL-27 
3g-20C 2g-20C 3g-25C 4g-25C 3g-20C 3g-20C 3g-20C 4g-20C 
 
Tabela 1: Comparação das escalas de grau de refinação 
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Os gráficos 1 e 2 mostram a correlação do ºSR e CSF para 
dois tipos de polpas.Polpa Mecânica 
S
ch
o
p
p
e
r 
(2
g
) 
ou
 f
a
to
r 
d
e
 d
re
n
ag
e
m
 
CSF Freeness, ml para 3 gramas 
Gráfico 1: Comparação da escala de Freeness e 
Schopper Riegler para polpa mecânica. 
W
ill
ia
m
s 
(3
g
) 
ou
 f
a
to
r 
d
e
 d
re
n
ag
e
m
 
Polpa Química 
S
ch
o
p
p
e
r 
(2
g
) 
ou
 f
a
to
r 
d
e
 d
re
n
ag
e
m
 
Gráfico 2: Comparação da escala de Freeness e 
Schopper Riegler para polpa química. 
CSF Freeness, ml para 3 gramas 
W
ill
ia
m
s 
(3
g
) 
ou
 f
a
to
r 
d
e
 d
re
n
ag
e
m
 
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7 
 
 
Na tabela 2 é indicada uma relação entre o grau de 
drenabilidade, SR e o WRV, para dois tipos de pastas celulósicas. 
 
PASTA BISSULFITO PASTA SULFATO 
ºSR WRV ºSR WRV 
15 117 17 114 
34 177 25 173 
58 199 36 189 
77 246 54 195 
- - 66 214 
- - 77 223 
 Tabela 2: Comparação entre ºSR e WRV 
 
 
3.REFINAÇÃO 
 
Não é fácil escrever sobre refinação, não só pela 
complexidade como pela sua extensão. Numerosos fatores influem 
no processo e não é possível detalhar todos eles, sob pena de 
tornar esta exposição muito ampla e dispersiva. 
A importância da preparação da massa para a fabricação de 
papel tem sido enfatizada por muitos autores. Nenhum deles 
porém, foi mais incisivo que um fabricante de papel, no início do 
século o qual escreveu: “Não existe em fábrica de papel nenhuma 
operação que requeira mais atenção e cuidado que a refinação, 
pela qual o papel adquire suas características finais”. 
Com as máquinas de papel, com velocidade cada vez 
maiores, há necessidade de se obter um material uniforme. Como o 
custo em energia para se refinar uma pasta é muito alto, deve-se 
sempre usar equipamento adequado para o tipo de pasta que se vai 
utilizar. 
Se uma pasta celulósica for dispersa em água o suficiente 
para separar as fibras umas das outras, e se a suspensão 
resultante for diretamente para a máquina de papel, será obtido um 
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papel de baixa qualidade. Isto é explicado por uma série de razões: 
primeiro, a suspensão terá desaguamento na tela muito rápido, o 
que impedirá que haja formação de uma folha uniforme; segundo, 
haverá formação de flóculos (fibras aglomeradas), antes mesmo 
que a suspensão atinja a tela; terceiro, as fibras não serão 
suficientemente flexíveis e fibriladas para que tenham resistência 
capaz de permitir a passagem da folha, entre as diversas seções da 
máquina de papel, sem que ela se quebre; finalmente, a folha 
resultante terá baixa resistência. 
Pode-se dizer que o sucesso da refinação depende de quatro 
fatores básicos: 
 Característica da pasta a ser refinada; 
 Especificações do papel a ser produzido; 
 Propriedades da massa para se obter um bom 
funcionamento da máquina de papel; 
 Aspectos econômicos. 
 
Para assegurar as especificações desejadas do papel, deve-
se primeiramente selecionar o tipo ou tipos de pasta e os aditivos 
que são empregados. Depois, o modo de refino deve ser escolhido 
de acordo com o tipo de fibra e suas características. 
 
3.1 TIPOS DE REFINADORES EM LABORATÓRIO 
 
3.2 TIPOS DE REFINADORES 
 
3.2.1 Valley 
 
Moinho também conhecido como holandesa. Trabalha com 
consistência de até 10%, sendo uma faixa ótima de trabalho em 4 a 
6%. A massa é depositada no tanque do aparelho, onde é moída 
pela ação das facas do cilindro de moagem e contra-facas, sendo 
estas últimas, fixas. A pressão de moagem é regulada pela balança 
de moagem que apoia o mancal do cilindro de moagem. 
 
 
 
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3.2.2 Jokro 
 Um eixo central, acionado por um redutor e motor elétrico, faz 
girar um conjunto de panelas. As panelas tem no seu interior um 
cilindro dentado e a parede interna da panela é ranhurada, de tal 
forma que a massa ou polpa interposta ao cilindro e parede é 
refinada. 
Câmara de 
refrigeração 
com água Sentido de 
rotação 
Cilindro com 
facas 
expelidor de 
massa que 
fica entre o 
cilindro e a 
parede do 
cilindro com 
facas 
Esgoto Caixa de 
contra facas 
Parafuso de fixação de contra 
facas 
Figura 1 - Valley 
Figura 2: Jokro - vista lateral em corte 
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3.2.3 Bauer 
É constituída por dois discos 
ranhurados radialmente, sendo um deles 
rotativo e o outro estacionário. A massa ao 
passar entre os discos, que possuem 
distanciamento regulável, é então refinada. 
 
 
 
 
 
3.3 DESLIGNIFICAÇÃO EM ETANOL-ÁGUA DA MADEIRA 
DE EUCALYPTUS GLOBULUS 
 
 No processo de deslignificação em etanol-água da madeira 
de eucalyptus globulus observa-se a influência no desenvolvimento 
do grau de refino quando comparado ao processo Kraft. A polpa 
etanol-água refina rapidamente e apresenta maior volume 
específico. As resistências não desenvolvem com a elevação do 
grau Schopper Riegler e são bem inferiores as obtidas para a polpa 
Kraft. 
 
Polpa Tempo de 
refino 
(min) 
ºSR Índice 
de 
tração 
(N.m/g) 
Índice 
de 
rasgo 
(mN.m2/g) 
Índice de 
estouro 
(kPa.m2/g) 
Resistência 
ao ar 
 (s/300m3) 
volume 
específico 
(cm3/g) 
Massa 
específica 
(g/cm3) 
Kraft 0 15 19,28 1,98 0,77 - 2,59 0,386 
10 20 39,73 4,59 1,48 2,7 2,12 0,473 
20 28 44,90 5,57 2,04 5,5 1,94 0,515 
30 40 49,41 8,39 2,29 10,3 1,87 0,535 
Etanol 
água 
0 14 - 0,65 - - 3,10 0,323 
10 38 14,03 1,00 0,67 3,4 2,48 0,403 
20 45 14,41 1,02 0,78 5,7 2,42 0,413 
30 48 14,97 1,22 0,79 11,9 2,35 0,426 
Tabela 3: Propriedades de resistência das polpas kraft e etanol-água 
 
 
Figura 3 - Bauer 
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4.CURVA DE MOAGEM DE UMA POLPA DE EUCALIPTO. 
 
Analisando-se as variáveis de processo de uma polpa de 
mercado branqueada de eucalipto produzida pela Riocell. A 
principal variável estudada foi a carga específica de lâminas em 
função do pH e da consistência. O controle foi feito através da 
seleção de discos apropriados e da operação do refinador. 
Observou-se que a mais alta qualidade com o mínimo de 
variação do produto pode ser obtida somente com a operação de 
sistemas de refino em consistências e pHs mais elevados, bem 
como em refinadores de baixa intensidade, como mostrado no 
diagrama-sumário da figura 3. 
 
 
 
 
 
 
70 
65 
60 
55 
50 
45 
40 Í
n
d
ic
e
 d
e
 t
ra
çã
o
 a
 3
5 
o
S
R
 (
N
m
/g
) 
0 0.5 1 1.5 
Propriedade mínima da polpa a 35 oSR 
elevada 
qualidade 
mínima 
variação 
pH baixo 
& baixa 
consistência 
pH elevado 
& alta 
consistência 
Gráfico 3: Evolução do índice de tração em 
função da carga específica de lâminas. 
Ws/m 
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5.EQUIPAMENTO SCHOPPER RIEGLER 
 
A figura 4 mostra o equipamento Schopper Riegler e a 
descrição de seus componentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
3 
14 
10 
 8 
 6 
 16 
 1 
 2 
 4 
 5 
 7 
 9 
 11 
 12 
 13 
Figura 4: Aparelho Schopper Riegler 
1 - Parafusos niveladores e 
nível; 
2 - Alavanca de acionamento do 
cilindro pneumático; 
3 - Válvula reguladora de 
velocidade; 
4 - Provetas de vidro graduadas 
em ºSR; 
5 - Saída lateral; 
6 - Válvula inferior calibrada; 
7 - Cone distribuidor; 
8 - Funil cônico; 
9 - Câmara de drenagem; 
10 - Anel de vedação de 
borracha; 
11 - Cone de vedação; 
12 - Porca reguladora de altura 
do cone de vedação; 
13 - Cilindro Pneumático de 
dupla ação; 
14 - Defletores; 
15 - Entrada de ar comprimido; 
16 - Saídas de ar. 
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13 
 
 
6.CUIDADOS ESPECIAIS NA DETERMINAÇÃO DO ºSR 
 
 A suspensão de pasta celulósica deve ser homogeneizada 
antes de ser transferida para o cilindro graduado; 
 Transferir a suspensão rápida e suavemente para a câmara 
de drenagem, dirigindo o fluxo para a haste e para os defletores do 
cone de vedação para evitar a formação de vórtices; 
 O aparelho Schopper-Riegler deve ser instalado em uma 
bancada livre de vibrações e deve ser cuidadosamente ajustado por 
meio de um nível colocado na parte superior do funil. Girando este 
nível sobre o funil, verifica-se se o nivelamento está correto; 
 O aparelho Schopper-Riegler deve ser verificado 
periodicamente; 
 Verificar se a tela está bem esticada, de maneira que a área 
efetiva de drenagem seja de 100 cm2; 
 Verificar se o anel de borracha do cone de vedação está em 
boas condições. Colocar água na câmara de drenagem para 
verificar se o cone de vedação está assentado corretamente; 
 Verificar se o aparelho está limpo e livre de depósitos e 
incrustações. Se necessário, lavar com detergente e enxaguar com 
bastante água, principalmente a tela. Para verificar o estado de 
limpeza da tela, medir o grau Schopper-Riegler da água destilada. 
Um resultado maior do que 4º SR indica que a tela necessita ser 
limpa. Se for o caso, efetuar uma limpeza com acetona e uma 
escova macia e enxaguar com bastante água. As telas que não 
estiverem em boas condições devem ser substituídas; 
 Verificar a posição do orifício lateral, fechando o orifício 
inferior. Colocar 100 ml de água destilada a 20,0 ou 0,5ºC dentro do 
funil. Esperar que o excesso escoe pelo orifício lateral. Abrir o 
orifício inferior e recolher a água que escoou do funil. O volume de 
água deve ser de 7,5 ml a 8,0 ml. Se o volume estiver fora do 
especificado, ajustar a posição do orifício lateral e verificar, 
novamente, se o orifício lateral está na posição correta; 
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 Verificar as dimensões do orifício inferior, removendo o 
cone distribuidor. Fechar o orifício lateral com uma rolha e transferir 
para o funil cerca de 500 ml de água a 20ºC, enquanto o orifício 
inferior estiver obstruído. Após alguns segundos, deixar que o 
excesso de água escoe pelo orifício inferior. Fechar novamente o 
orifício inferior e colocar no funil 1000 ou 5ml de água a 20,0 ou 
0,5ºC, cronometrando o tempo de escoamento de água pelo orifício 
inferior. Este tempo deve ser de 149 ou 1s. Se o tempo for maior, 
alargar ou limpar com ferramenta adequada. Se o tempo for menor, 
o orifício inferior deve ser substituído; 
 Verificar se o cone de vedação é movido a uma velocidade 
constante de 100 ou 10mm/s. 
 
7.CORREÇÃO DO GRAU DE REFINO POR INTERMÉDIO DE 
GRÁFICO COM CURVAS PRÉ-DETERMINADAS 
 
É muito importante que o grau de refino seja corrigido, pois o 
aparelho é calibrado para uso com 2 gramas de celulose s.e. Caso 
haja mais que isso, o grau real está abaixo do lido no aparelho, 
necessitando maior refino, caso o peso de massa testado seja 
menor que 2 gramas, o grau real é maior, o que acarreta consumo 
de energia desnecessário, e em ambos os casos, as características 
físicas da polpa são afetadas e consequentemente do papel 
formado (Ver anexo). 
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15 
 
 
7.1 ANEXO 
 
 
 
 
 
 
 
 
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16 
 
 
 
 
Normas Técnicas 
 NBR 14031 – 1998 
 ISO 5267/1 - 1979 
 
 Referências Normativas 
 NBR 14003 – ISO 4119 
 NBR 14030 – ISO 5263 
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17 
 
 
8.BIBLIOGRAFIA 
 
 
Testes Físicos Experimentais, Apostila 01. Grau de 
drenabilidade da polpa. Telêmaco Borba, 2001, p.13 
Tecnologia de Fabricação do papel, IPT. Refinação. 
São Paulo – SP 2ª edição, p. 588 – 590; 601 – 606. 
Ratnieks, E; Dember, C. O refino da polpa de eucalipto. 
O papel, Revista, São Paulo – SP; Agosto 1993, p. 22 – 25. 
Sansígolo. C.A.; Cuvelo, A.A.S. Cinética da polpação 
em etanol- água e propriedades da polpa de Eucalyptus 
globulus. O papel, Revista. São Paulo – SP, Agosto 1995, p. 
39 – 45. 
Biermann. C.J. Handbook of pulping and papermaking. 
Introduction to refining. Oregon. State University. 2ª edição, p. 
141. 
 
 
 
 
 
 CETCEP – Centro de Tecnologia em Celulose e Papel 
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O SENAI-CETCEP leva o que há de mais novo em 
tecnologia de papel e celulose aonde você precisar. 
NAT – Negócios em Assistência Tecnológica 
Tem como objetivo o desenvolvimento de negócios ligados à assessoria técnica e 
tecnológica. 
Serviços do NAT: Diagnóstico Técnico; Ensaios laboratoriais; Consultoria 
Técnica/Tecnológica. 
NET – Negócios em Educação Tecnológica 
Desenvolve negócios ligados à Educação Profissional, tendo como finalidade a 
qualificação para o trabalho, visando o desenvolvimento permanente de 
competências. 
Serviços do NET: Cursos Técnicos (Celulose e Papel, Mecânica, Eletrotécnica); 
Treinamentos diversos e personalizados; Qualificação Profissional. 
NIT – Negócios em Informação Tecnológica 
Desenvolve negócios ligados à informação tecnológica, disponibilizando informações 
sobre métodos, processos de trabalhos, desenvolvimento de materiais e produtos, 
estudo de viabilidade, melhoria da qualidade e produtividade, adaptação ou 
apropriação de novas tecnologias e equipamentos. 
Serviços do NIT: Serviço de Resposta Técnica; BIT – Boletim de Informação 
Tecnológica – com resumo de artigos, patentes e trabalhos técnicos; Pesquisa 
Bibliográfica. 
TUTOR – Sistema de Treinamento Modular 
Programa educacional constituído de módulos (CDrom, apostila)que apresentam 
passo a passo o processo de fabricação de celulose e papel. Apresenta opções para 
três idiomas – português, espanhol ou inglês – permite a certificação dos módulos 
após a realização de uma avaliação de conhecimentos. 
A série TUTOR é composta pelos seguintes módulos: 
Módulo 1 – Fabricação de Celulose 
Módulo 2 – Fabricação de Papel 
Módulo 3 – Recuperação Química 
Módulo 4 – Tratamento de Efluentes 
CADNET – Cursos a distância via Internet 
A série CADNET é composta por cursos da área de Celulose e Papel a distância 
disponibilizados através da Internet, que oferecem ao participante a oportunidade de 
fazer o seu desenvolvimento de uma forma prática. 
CADmail – Curso à Distância Via Correio 
Os cursos da série CADmail compõe-se das áreas de celulose e papel 
disponibilizados através de correio, oferecendo ao participante a facilidade na 
execução de seu auto desenvolvimento de uma forma prática. 
SÉRIE-SABER – Conceitos Tecnológicos 
São 12 cursos que abordam os seguintes temas relacionados à fabricação de 
celulose e papel, abrangendo as principais etapas do processo produtivo: 
- Depuração; 
- Approach Flow; 
- Caixa de entrada; 
- Rolo cabeceira, Forming Board e 
Rolos Desaguadores; 
- Foils; 
- Caixas de vácuo; 
- Prensagem; 
- Secagem; 
- Cozimento; 
- Evaporação; 
- Caldeira de recuperação; 
- Caustificação. 
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A série Saber está disponível em três formatos – CD-ROM, Internet ou disquetes – 
nos idiomas português e espanhol.